Questão 8 Unicamp 2026 - 1ª fase - Elite Colégio e Pré-Vestibular

Questão 8

Propagação de Calor

A uniformidade da temperatura em um ambiente refrigerado depende, além do bom funcionamento do aparelho de ar condicionado, de uma instalação adequada, visando a uma transferência de calor eficiente. Isso pode ser verificado pelo instalador utilizando um termômetro de infravermelho para inspecionar diferentes áreas do recinto. Analise as afirmativas 1, 2, 3 e 4 sobre os mecanismos de transferência de calor: condução, convecção e radiação.

1) A transferência de calor por condução térmica pode ocorrer tanto no vácuo quanto em um meio material.

2) A taxa de condução de calor em uma barra não depende da diferença entre as temperaturas de suas extremidades.

3) A convecção consiste no transporte de energia térmica de uma região para outra por meio do deslocamento de uma massa de fluido.

4) A transferência de calor por radiação térmica pode ocorrer tanto no vácuo quanto em um meio material.

As afirmativas corretas são:

a)	1 e 2.
b)	1 e 4.
c)	2 e 3.
d)	3 e 4.

Resolução

1) Incorreta. A condução térmica é a difusão de calor em um material ou entre materiais em contato. Quanto maior a temperatura, mais energia cinética possuem as partículas; as colisões entre as partículas distribuem essa energia cinética. Sendo assim, é necessário um meio material para que ocorra condução térmica, portanto, não pode ocorrer no vácuo.

2) Incorreta. A taxa de condução de calor em uma barra depende da diferença de temperatura entre suas extremidades; quanto maior a diferença de temperatura, maior é o fluxo térmco. Pela lei de Fourier, a potência térmica $Φ$ conduzida através de uma barra homogênea é dada por

$Φ = k \frac{A \cdot (T_{q} - T_{f})}{L},$

onde $T_{q}$ é a maior e $T_{f}$ a menor temperatura das extremidades da barra, $k$ é a condutividade térmica do material, $A$ a área de secção transversal (perpendicular ao sentido do fluxo térmico) e $L$ é o comprimento (paralelo ao sentido do fluxo térmico).

3) Correta. A convecção é a transferência de calor (energia térmica) em um fluido devido à diferença de densidade entre suas porções quentes e frias. Em geral, a densidade é menor na porção mais quente (que ascende), e maior na porção mais fria do fluido (que descende).

Um exemplo de excessão a esse comportamento geral é a água entre 0ºC e 4ºC; nessa faixa de temperaturas, a água mais fria é menos densa.

4) Correta. A radiação térmica é a transferência de calor por meio de ondas eletromagnéticas, que podem se propagar tanto no vácuo como em alguns meios materiais.

As afirmativas corretas são a 3 e a 4, isso corresponde à alternativa (d).